RU2112680C1

RU2112680C1 - Method of remote detection of passage of railway vehicle wheelsets

Info

Publication number: RU2112680C1
Application number: RU95107359A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Тильк; В.И. Самодуров; М.А. Кривда; А.В. Корепин; В.В. Ляной; И.Ю. Мельникова
Original assignee: Акционерное общество "Промэлектроника"
Priority date: 1995-05-06
Filing date: 1995-05-06
Publication date: 1998-06-10
Also published as: RU95107359A

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: in proposed method information on number of wheelsets detected by track pickup is transmitted from ground equipment along two wire line circuit to receiver in form of binary code signal by amplitude or amplitude-phase modulation by ac half waves which are supplied to two wire line circuit from side of receiver and are used, after rectification, to supply elements of ground electronic unit. EFFECT: improved reliability owing to improved interference protection of signal at simplified design of equipment used. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для регистрации проследования подвижного состава по контролируемому участку пути. The invention relates to railway automation and telemechanics and can be used to register the trace of rolling stock over a controlled section of the track.

Известен способ дистанционной отметки прохода колесных пар, позволяющий контролировать занятость путевых участков, при котором точечные путевые датчики устанавливают на границах контролируемого участка, сигналы с них подают на счетно-контрольные блоки, затем передают к реверсивному счетчику, которым осуществляют сложение или вычитание (в зависимости от направления движения) импульсов, поступающих со счетно-контрольных блоков, и контролируют количество осей, находящихся в каждый момент времени на путевом участке. Если разность осей, зафиксированных счетно-контрольными блоками начала и конца участка, не равна нулю, участок считают занятым и включают реле занятости; любое повреждение в схеме также фиксируют включением реле занятости. В противном случае участок считают свободным и выключают реле занятости. Недостатком известного способа является низкая надежность вследствие низкой помехозащищенности полезной информации при передаче импульсов постоянного тока по линии связи от счетно-контрольного блока к реверсивному счетчику (Вахнин М.И., Ильенков В.И., Котляренко Н.Ф., Шитляков А.В. "Путевая блокировка и авторегулировка ". М.: Транспорт, 1974, с. 152-163)
В способе дистанционной отметки прохода колесных пар, использующем устройство для счета осей транспортного средства, содержащее путевые датчики, формирователь импульсов счета, блок фиксации момента изменения направления движения транспортного средства, блок регистров хранения информации, блок записи и выборки регистров и блок синхронизации, при проходе колесных пар над датчиками сигналы с выходов датчиков передают на формирователь импульсов, а с его выхода - на вход блока фиксации момента изменения направления. Под действием тактового импульса сформированный импульс счета подают на счетчик осей и одновременно устанавливают элементы формирователя в нулевое состояние. С помощью блока регистров хранения информации обеспечивают хранение количества осей до и после момента изменения информации. Однако при питании напольной аппаратуры постоянным током требуется преобразователь переменного тока в постоянный и блок синхронизации, то есть по сравнению с питанием датчиков переменным током требуется дополнительная аппаратура (авт. св. СССР N 1079516, кл. B 61 L 1/16, 1984).There is a method of remote marking the passage of wheelsets, which allows you to monitor the busyness of the track sections, in which point track sensors are installed at the boundaries of the monitored section, the signals from them are fed to the counting and control units, then they are transmitted to the reversible counter, which they add or subtract (depending on direction of movement) of pulses coming from the counting control units, and control the number of axes located at each time point on the track section. If the difference between the axes recorded by the control units of the beginning and end of the section is not equal to zero, the section is considered busy and the relay is on; any damage in the circuit is also fixed by activating the busy relay. Otherwise, the site is considered free and the busy relay is turned off. The disadvantage of this method is the low reliability due to the low noise immunity of useful information when transmitting direct current pulses through a communication line from a counting-control unit to a reversible counter (Vakhnin M.I., Ilyenkov V.I., Kotlyarenko N.F., Shitlyakov A.V. . "Track lock and auto-adjustment." M.: Transport, 1974, S. 152-163)
In the method for remotely marking the passage of wheelsets using a device for counting the axles of a vehicle, comprising travel sensors, an impulse generator, a block for recording the moment of changing the direction of movement of the vehicle, a block of information storage registers, a block for recording and selecting registers, and a synchronization block for passing wheels steam above the sensors, the signals from the outputs of the sensors are transmitted to the pulse shaper, and from its output, to the input of the block for fixing the moment of direction change. Under the action of a clock pulse, the generated counting pulse is fed to the axis counter and at the same time the shaper elements are set to zero. Using the block of information storage registers, the number of axes is stored before and after the moment of information change. However, when powering the floor equipment with direct current, an AC to DC converter and a synchronization unit are required, that is, additional equipment is required in comparison with the sensors powering with AC (ed. St. USSR N 1079516, class B 61 L 1/16, 1984).

На грузонапряженных участках железных дорог, в контрольных пунктах учета подвижного состава, регистрации перехода его через стыковые пункты железных дорог используют способы автоматического счета времени и осей проходящих составов. Согласно одному из этих способов, на контрольном участке устанавливают датчики с педальными ячейками, в качестве первичного датчика используют трансформаторно-компенсационную педаль, первичную обмотку которой запитывают от источника переменного тока. При отсутствии колеса сигнал на выходе датчика равен нулю. Появление ферромагнитной массы колеса между рельсом и магнитопроводом датчика приводит к появлению на выходе датчика сигнала счета оси, этот сигнал по двух- или трехпроводной линии связи передают на вход исполнительного элемента, с помощью которого фиксируют количества проследовавших осей. В зависимости от появления сигнала на одном из выходов блока определения направления подключают соответствующие шины счета осей с реверсивными счетчиками условных вагонов и выдают информацию о количестве условных вагонов на контролируемом участке пути. При помощи счетчика тележек вагонов фиксируют проход физических вагонов, в зависимости от направления движения суммируют или вычитают физические вагоны и выдают информацию об их числе. Положительным фактором является то, что напольная аппаратура питается переменным током, но для каждого датчика требуется по два провода питания и три сигнальных провода, что увеличивает расход кабеля и стоимость аппаратуры. Кроме того, на выходе датчика получают сигнал небольшой мощности, подверженный влиянию помех (Бухгольц В. П. , Красовский Г.А., Штанке А.Э. "Путевые датчики контроля подвижного состава на рельсовом транспорте". М.: "Транспорт", 1976, с. 49-50, 89-91)
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и принятым в качестве прототипа является способ дистанционной отметки прохода колесных пар, применяемый в путевой блокировке фирмы Siemens. Электронные точечные путевые датчики устанавливают на рельсы по концам контролируемого участка, в путевом ящике возле пути располагают напольный электронный блок, генераторы частот f1 и f2, усилители и электронную защиту, по двухпроводной линии на исполнительный элемент передают частоты f1 и f2 при отсутствии колеса в зоне действия датчиков. При появлении в этой зоне ферромагнитной массы колеса магнитные потоки обмоток шунтируются на рельс, сигналы на выходе датчиков исчезают, что воспринимается исполнительными элементами как импульс счета оси. Однако при этом способе требуются преобразователи для формирования сигналов с частотами f1 и f2. Мощность преобразователей ограничивается подводимой мощностью постоянного тока и мощностью выходных усилительных каскадов. Частоты f1 и f2 имеют типовые значения порядка единиц килогерц, а следовательно большое затухание и значительные потери мощности при передаче по существующим низкокачественным линиям связи с большой емкостью между жилами кабеля (Бухгольц В.П., Красовский Г.А., Штанке А.Э. Путевые датчики контроля подвижного состава на рельсовом транспорте". М.: "Транспорт", 1976, с. 48-49, 82-84).On the heavily loaded sections of railways, at checkpoints of accounting for rolling stock, registration of its passage through the buttpoints of railways, methods are used to automatically calculate the time and axes of passing trains. According to one of these methods, sensors with pedal cells are installed in the control section, and a transformer-compensation pedal is used as the primary sensor, the primary winding of which is fed from an AC source. In the absence of a wheel, the signal at the output of the sensor is zero. The appearance of the ferromagnetic mass of the wheel between the rail and the sensor magnetic circuit leads to the appearance of an axis count signal at the output of the sensor, this signal is transmitted via a two- or three-wire communication line to the input of the actuating element, by which the number of axes traced is fixed. Depending on the appearance of the signal at one of the outputs of the direction determination unit, the corresponding axle counting buses are connected with the reversible counters of the conditional cars and information is given on the number of conditional cars on the controlled section of the track. Using the counter of wagon trolleys, the passage of physical wagons is recorded, depending on the direction of movement, physical wagons are added or subtracted and information about their number is provided. A positive factor is that the outdoor equipment is powered by alternating current, but each sensor requires two power wires and three signal wires, which increases cable consumption and the cost of equipment. In addition, at the output of the sensor receive a signal of low power, subject to the influence of interference (Bukhgolts V.P., Krasovsky G.A., Shtanke A.E. "Track sensors for monitoring rolling stock on rail transport". M .: "Transport", 1976, p. 49-50, 89-91)
Closest to the proposed method by technical nature and adopted as a prototype is a method for remotely marking the passage of wheelsets, used in the directional locking company Siemens. Electronic point track sensors are installed on the rails at the ends of the monitored section, a floor electronic block, frequency generators f1 and f2, amplifiers and electronic protection are placed in the way box near the track, frequencies f1 and f2 are transmitted to the actuator via a two-wire line in the absence of a wheel in the coverage area sensors. When the ferromagnetic mass of the wheel appears in this zone, the magnetic fluxes of the windings are shunted onto the rail, the signals at the output of the sensors disappear, which is perceived by the actuators as an axis counting pulse. However, this method requires converters to generate signals with frequencies f1 and f2. The power of the converters is limited by the input DC power and the power of the output amplifier stages. Frequencies f1 and f2 have typical values of the order of units of kilohertz, and therefore large attenuation and significant power losses during transmission over existing low-quality communication lines with high capacitance between cable cores (Bukhgolts V.P., Krasovsky G.A., Shtanke A.E. Track sensors for monitoring rolling stock on rail transport ". M:" Transport ", 1976, S. 48-49, 82-84).

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в упрощении аппаратуры и повышении надежности функционирования системы за счет повышения помехозащищенности передаваемой информации. The task underlying the invention is to simplify the equipment and increase the reliability of the system by increasing the noise immunity of the transmitted information.

Поставленная задача решается следующим образом. При реализации предлагаемого способа дистанционной отметки прохода колесных пар рельсового подвижного состава в заданной точке пути устанавливают напольную аппаратуру, состоящую из путевого датчика и напольного электронного блока, а на посту электрической централизации или в другом отдаленном помещении размещают приемное устройство, соединенное с напольным электронным блоком двухпроводной линейной цепью, по которой к приемному устройству передают сообщения о проходе колесных пар и исправности напольной аппаратуры, согласно предлагаемому способу для передачи информации в двухпроводную линейную цепь со стороны приемного устройства подают переменный электрический ток, например, промышленной частоты, используемый после выпрямления для питания элементов напольного электронного блока, и передают информацию в двоичном коде путем амплитудной или амплитудно-фазовой манипуляции полуволнами переменного электрического тока, при этом информацию о проходе колесных пар передают в виде сообщения о количестве колесных пар, зафиксированных путевым датчиком. The problem is solved as follows. When implementing the proposed method for remote marking the passage of wheel sets of rail rolling stock at a given point on the track, floor equipment is installed consisting of a track sensor and a floor electronic unit, and a receiving device connected to a two-wire linear electronic floor unit is placed at the electric centralization station or in another remote room a chain through which messages about the passage of wheelsets and the serviceability of floor equipment are transmitted to the receiving device, according to the proposal The proposed method for transmitting information to a two-wire linear circuit from the side of the receiving device is supplied with alternating electric current, for example, of industrial frequency, used after rectification to power the elements of the floor electronic unit, and information is transmitted in binary code by amplitude or amplitude-phase manipulation of half-waves of alternating electric current , while the information about the passage of the wheelset is transmitted in the form of a message about the number of wheelsets recorded by the track sensor.

Новый технический результат заключается в том, что при питании напольной аппаратуры переменным током, например, промышленной частоты, не требуется дополнительной аппаратуры для преобразования рода тока, снижается уровень электромагнитных помех за счет уменьшения спектра гармоник по сравнению с передачей информации по линии связи импульсами постоянного тока; улучшаются условия подведения и преобразования энергии переменного тока; повышается надежность функционирования системы за счет синхронизации от общего источника питания переменного тока. Кроме того, манипуляция током в линейной цепи со стороны напольного электронного блока, то есть манипуляция электрической энергией отдаленного помещения, позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала и существенно повысить помехозащищенность способа. При токовой манипуляции практически не изменяется напряжение в линии, что исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля. A new technical result consists in the fact that when powering the floor equipment with alternating current, for example, industrial frequency, additional equipment is not required to convert the kind of current, the level of electromagnetic interference is reduced by reducing the harmonic spectrum compared to transmitting information over the communication line with DC pulses; conditions for summing and converting AC energy are improved; increases the reliability of the system due to synchronization from a common AC power source. In addition, the manipulation of the current in the linear circuit from the side of the floor electronic unit, that is, the manipulation of the electrical energy of a remote room, avoids the power limit of the transmitted signal and significantly improves the noise immunity of the method. During current manipulation, the voltage in the line practically does not change, which eliminates the effect on adjacent channels through the cable capacitance.

Таким образом, перечисленная совокупность признаков по сравнению с прототипом позволяет упростить аппаратуру и повысить надежность функционирования системы за счет повышения помехозащищенности передаваемой информации. Thus, the listed set of features in comparison with the prototype allows us to simplify the equipment and improve the reliability of the system by increasing the noise immunity of the transmitted information.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна". Analysis of known technical solutions allows us to conclude that the proposed technical solution is not known from the prior art, which indicates its compliance with the criterion of "novelty."

Сущность изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". The essence of the invention for a specialist does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Возможность использования предлагаемого способа в промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость". The possibility of using the proposed method in industry allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, позволяющего реализовать указанный способ; на фиг.2 и 3 - некоторые из возможных вариантов передачи сообщений в линейную цепь переменным электрическим током промышленной частоты с амплитудной или амплитудно- фазовой манипуляцией. Figure 1 shows a structural diagram of a device that allows to implement the specified method; figure 2 and 3 are some of the possible options for transmitting messages to a linear circuit with an alternating electric current of industrial frequency with amplitude or amplitude-phase manipulation.

Приемное устройство (ПУ) (см. фиг.1) располагают, например, на посту электрической централизации. ПУ содержит декодер 1, воспринимающее устройство 2 и различитель полуволн 3. Напольный электронный блок НЭБ, связанный с ПУ двухпроводной линейной цепью (ЛЦ) состоит из ключа 4, различителя полуволн 5, выпрямителя 6, кодера 7 и первичного преобразователя 8, в который поступает информация с путевого датчика 9. The receiving device (PU) (see figure 1) is located, for example, at the electric centralization station. The control unit includes a decoder 1, a receiving device 2 and a half-wavelength discriminator 3. The floor-mounted electronic unit of the NEB connected to the control unit by a two-wire linear circuit (LC) consists of a key 4, a half-wave discriminator 5, a rectifier 6, an encoder 7, and a primary transducer 8 into which information is received from the track sensor 9.

В двухпроводную линейную цепь ЛЦ со стороны приемного устройства ПУ через воспринимающее устройство 2 подают переменный электрический ток, например, промышленной частоты, из которого с помощью различителей полуволн 3 и 5 выделяют сигнал для синхронизации работы кодера 7 и декодера 1. На выходе выпрямителя 6 получают постоянное напряжение для питания элементов напольного электронного блока НЭБ. Путевым датчиком 9 фиксируют количество колесных пар, прошедших через контрольный участок. Первичным преобразователем 8 и кодером 7 формируют сообщение о количестве зафиксированных колесных пар. Посредством управляемого различителем полуволн 5 кодера 7 и ключа 4 передают информацию в линейную цепь ЛЦ. Ток через замкнутый ключ 4 подают с поста электрической централизации, поэтому величина тока может быть сколь угодно велика, что позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала. В то же время при токовой манипуляции практически не изменяется величина напряжения в линейной цепи, что исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля. Некоторые из возможных вариантов формы тока в линейной цепи показаны на фиг. 2 и фиг. 3. Воспринимающее устройство 2 принимает информацию из линейной цепи ЛЦ и передает ее в декодер 1, управляемый различителем полуволн 3. На выходе декодера 1 получают информацию о количестве колесных пар, зафиксированных путевым датчиком 9. An alternating electric current, for example, of industrial frequency, is supplied to the two-wire linear circuit of the LC from the receiving device PU through the receiving device 2, from which a signal is used to synchronize the operation of the encoder 7 and decoder 1 using half-wave discriminators 3 and 5. At the output of the rectifier 6, a constant voltage for powering the elements of the NEB outdoor electronic unit. Track sensor 9 record the number of wheelsets that have passed through the control section. The primary Converter 8 and the encoder 7 form a message about the number of fixed wheelsets. By means of a discriminator-controlled half-wave 5 encoder 7 and key 4 transmit information to the linear circuit LC. The current through the closed key 4 is supplied from the electric centralization station, so the current value can be arbitrarily large, which avoids the power limit of the transmitted signal. At the same time, during current manipulation, the voltage in the linear circuit practically does not change, which eliminates the effect on neighboring channels through the cable capacitance. Some of the possible current waveforms in a linear circuit are shown in FIG. 2 and FIG. 3. The receiving device 2 receives information from the linear circuit of the LC and transmits it to a decoder 1 controlled by a half-wave discriminator 3. At the output of the decoder 1, information is received on the number of wheel pairs recorded by the track sensor 9.

Таким образом, положительный эффект предложенного способа заключается в следующем :
питание напольной аппаратуры переменным током, в том числе током промышленной частоты, позволяет отказаться от дополнительной аппаратуры для преобразования рода тока, снизить уровень электромагнитных помех за счет уменьшения спектра гармоник по сравнению с передачей по линии связи информации импульсами постоянного тока, улучшить условия подведения и преобразования энергии переменного тока, повысить надежность функционирования системы за счет синхронизации от общего источника питания переменного тока;
манипуляция током линейной цепи при передаче сообщений к приемному устройству позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала и исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля.Thus, the positive effect of the proposed method is as follows:
powering the outdoor equipment with alternating current, including industrial-frequency current, eliminates the need for additional equipment to convert the type of current, reduces the level of electromagnetic interference by reducing the spectrum of harmonics in comparison with the transmission of information via DC pulses, improves the conditions for supplying and converting energy AC, to increase the reliability of the system due to synchronization from a common AC power source;
manipulation of the current of the linear circuit when transmitting messages to the receiving device avoids the power limit of the transmitted signal and eliminates the effect on adjacent channels through the cable capacity.

Claims

1. The method of remote marking the passage of wheel pairs of rail rolling stock, in which a two-wire linear circuit is transmitted to a receiving device from floor equipment, including a track sensor and floor electronic unit, information about the passage of wheel pairs and the health of floor equipment, characterized in that for transmitting information into a two-wire linear circuit from the side of the receiving device serves an alternating electric current, used after rectification to power the elements of the floor electronic block, and transmit information in binary code by amplitude or amplitude-phase manipulation of half-waves of alternating electric current, while information about the passage of wheel pairs is transmitted in the form of a message about the number of wheel pairs recorded by the track sensor.

2. The method according to claim 1, characterized in that for supplying to the linear circuit from the side of the receiving device, an alternating electric current of industrial frequency is used.